液氨罐式集裝箱聲發(fā)射檢測及缺陷評定的研究

謝旭夢 吳旭景（浙江省特種設備檢驗研究院，浙江 杭州 310000）

受技術(shù)和成本限制，國內(nèi)在液氨罐式集裝箱全面檢驗領域與國際先進水平存在著較大差距，而替代傳統(tǒng)檢驗方法的外部缺陷檢測則存在著可靠性方面的疑慮，為了真正實現(xiàn)液氨罐式集裝箱可靠無損檢測，正是本文就液氨罐式集裝箱聲發(fā)射檢測及缺陷評定展開具體研究的原因所在。

1 聲發(fā)射檢測過程

1.1 檢測對象

本文選擇了超純液氨罐式集裝箱作為研究對象，其容積為24.1mm3、設計壓力2.2MPa、壁厚20mm、材質(zhì)為16MnDR。

1.2 儀器參數(shù)設定

圖1為傳感器布置示意圖，表1為聲發(fā)射儀器參數(shù)設定，檢測采用的儀器為美國進口的SAMOS型48通道聲發(fā)射儀、DP15I型號的傳感器，檢測采用密布傳感器逐點監(jiān)測定位缺陷的聲發(fā)射檢測方法[1]。

圖1 傳感器布置示意圖

表1 聲發(fā)射儀器參數(shù)設定

1.3 氣密性試驗加載過程

由于本文所采用的聲發(fā)射檢測無法實現(xiàn)兩次加載循環(huán)，因此檢測無法進行缺陷源的定量等級評價，這與聲發(fā)射檢測應用中第二次加載循環(huán)的復驗屬性存在著直接聯(lián)系，圖2對超純液氨罐式集裝箱聲發(fā)射檢測氣密性試驗載荷曲線進行了直觀展示，結(jié)合該圖可以清楚的發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射檢測應用中的四個加載階段。

圖2 聲發(fā)射檢測的四個加載階段載荷曲線

2 數(shù)據(jù)分析

超純液氨罐式集裝箱聲發(fā)射檢測前三個加載階段未出現(xiàn)異常，但在第四個加載階段壓力臨近2.2MPa時，大量的聲發(fā)射信號集中現(xiàn)象出現(xiàn)在3號通道，這一情況貫穿于2.2MPa保壓階段。

2.1 幅值分析

在對第四個加載階段傳感器幅值進行的分析中，筆者發(fā)現(xiàn)多數(shù)處于60dB以下的幅值并不是很高，且該幅值信號具備活性強和瞬時特征，由此說明3號通道處存在異常聲發(fā)射源[2]。

2.2 波形分析

在筆者任選突發(fā)型聲發(fā)射聚集信號開展的分析中發(fā)現(xiàn)，該信號屬于典型的沖擊波，這就可以判斷其中無信號波形混入且信號指向性明確，同時該選取信號波形特征的能量為1/10uv.s、持續(xù)時間33ms、中心頻率268kHz。

2.3 能量分析

在對全過程能量進行的分析中，3號通道的能量圖直觀展示了2.2MPa保壓過程的信號能量多數(shù)情況下集中處于較低區(qū)域，這一能量分析與上文開展額幅值分析存在極大不同，考慮到這一過程基本上不存在高能量信號，金屬內(nèi)部缺陷的可能基本被排除。

2.4 數(shù)據(jù)濾波處理

在對采集到聲發(fā)射信號進行的后期濾波處理中，筆者選擇了能量≤1的信號作為處理對象，由此對2.2MPa保壓過程幅值信號開展了更加深入分析，最終確定了異常聲發(fā)射信號為外界噪聲，由此便從信號層面排除了超純液氨罐式集裝箱本體存在活性缺陷。

3 缺陷評定分析

雖然上文提到的超純液氨罐式集裝箱聲發(fā)射檢測最終將出現(xiàn)的異常聲發(fā)射信號確定為外界噪聲，但假設噪聲濾波處理后發(fā)現(xiàn)幅值信號的大量瞬時能量集中現(xiàn)象仍然存在，且信號能量的大小與正常金屬缺陷存在一個數(shù)量級的差距，但由于其按照行業(yè)規(guī)定仍舊屬于強活性缺陷信號，這就使得超純液氨罐式集裝箱必須應用其他方法進行復查，而如果采用射線開展的復查結(jié)果為Ⅰ級片，這種情況下如何判斷超純液氨罐式集裝箱的安全性。由此可見，如果出現(xiàn)上述假設情況，本文認為這是由于壓力容器的評判標準與聲發(fā)射檢測標準存在交叉區(qū)域，這就使得一些小缺陷未被納入評定，但活性較高的缺陷往往現(xiàn)快速增加趨勢，因此超純液氨罐式集裝箱應視作不合格的壓力容器，且必須進行缺陷修復。

4 結(jié)語

綜上分析可知，聲發(fā)射檢測能夠較好服務于液氨罐式集裝箱，而結(jié)合聲發(fā)射檢測假設開展的缺陷評定分析，則證明了研究的學術(shù)價值。

[1]張海峰,王建偉,李東陽.基于小波包熵的天然氣管道閥門內(nèi)漏分析方法[J].油氣儲運,,：1-6.

[2]李寧,莫宏,梅盛開.光纖光柵聲發(fā)射檢測新技術(shù)用于軸承狀態(tài)監(jiān)測的研究[J].振動與沖擊,2015,3403：172-177.